شکل ‏۲‑۱۰یک مقایسه از نظر مرتبه مقداری بین Term I و Term II در معادله(۲- ۲۴) را نشان می‌دهد. در حالت حدی Term II << Term I (Term II →۰)، مدل توده‌ای به همگن کاهش می‌یابد. در چگالی جریان‌های پایین، Term II << Term I، حاصل Term I + Term IIدر معادله (۲- ۲۴)را می‌توان به دلیل کوچکی Term II، با Term I تقریب زد. در محدوده  پیش‌بینی مدل همگن خوب است و به مدل توده‌ای بسیار نزدیک می‌باشد. از سوی دیگر در محدوده  ، اندازه Term IIبسیار بیشتر از Term Iمی‌باشد (Term I << Term II). در این حالت حاصل عبارتTerm I + Term IIدر معادله (۲- ۲۴) تقریباً باTerm IIبرابر است.اما مدل همگن که فاقد این ترم می‌باشد در این محدوده نمی‌تواند منحنی قطبیت را به خوبی پیش‌بینی نماید. این ضعف مدل همگن را در این ناحیه اثبات می‌کند. ناحیه  یک محدوده گذار بین این دو ترم است، در این محدوده تقریباً این دو ترم از نظر مرتبه مقداری با هم برابرند. اختلاف بین نتایج این دو مدل نیز از همین محدوده یعنی جایی که Term II کم کم رشد می‌کند، شروع می‌شود.

اکنون نتایج یک مطالعه پارامتری برای بررسی اثر یک سری پارامترهای عملکردی نظیر دما، T، و فشار، P، و پارامترهای ساختاری نظیر اندازه توده‌ها، (r_agg, d_agg)، و همچنین کسر حجمی غشاءدرون توده ، L_i,agg،بر روی عملکرد پیل سوختی (V_cell, P_cell) ارائه می‌گردد.P_cellچگالی توان پیل می‌باشد که از حاصل‌ضرب ولتاژ در چگالی جریان پیل بدست می‌آید(P_cell=V_cell.I_tot). سپس یک مطالعه جهت بررسی حساسیت عملکرد پیل به ازای تغییرات هر یک از پارامترها انجام شد، و هر یک از پارامترها به ترتیب اثر گذاری بر عملکردپیل، رتبه بندی شدند. رتبه اول مربوط به پارامتر ساختاری اندازه توده‌ها، (r_agg, d_agg)، می‌باشد.

( اینجا فقط تکه ای از متن فایل پایان نامه درج شده است. برای خرید متن کامل پایان نامه با فرمت ورد می توانید به سایت feko.ir مراجعه نمایید و کلمه کلیدی مورد نظرتان را جستجو نمایید. )

اثر پارامترهای عملکردی پیل بر روی کارایی
اثر دما و فشار عملکردی پیل بر روی کارایی پیل سوختی، در این بخش مورد بررسی قرار گرفته است. رفتار هر دو مدل همگن و توده‌ای نسبت به تغییر شرایط عملکردی از حالت پایه بررسی شده است. نتایج در شکل ‏۲‑۱۱مشاهده می‌شود.
همان‌گونه که در شکل ‏۲‑۱۱(الف) مشخص است، کارایی پیل سوختی با افزایش فشار عملکردی پیل افزایش می‌یابد، این به دلیل افزایش ولتاژ بازگشت‌پذیر پیل ناشی از افزایش فشار می‌باشد (معادله (۲- ۶۰)). مقایسه نتایج مدل همگن و توده‌ای نشان می‌دهد که مدل توده‌ای به تغییرات شرایط عملکردی بسیار حساس‌تر از مدل همگن می‌باشد. اما مدل همگن به صورت غیر معقولی به تغییر فشار حساس نیست.
شکل ‏۲‑۱۱ (ب) اثر تغییرات دمای پیل را بر منحنی قطبیت و چگالی توان پیل نشان می‌دهد. به طور کلی کارایی پیل های دما پایین غشاء پلیمری با افزایش دما تا ^oC90، افزایش می‌یابد، که به دلیل افزایش نرخ واکنش کاهش اکسیژن و همچنین افزایش نفوذ اکسیژن درون آیونومر با افزایش دما می‌باشد. از سوی دیگر در دماهای بالاتر از ^oC100، غشاء خشک می‌شود و این امر سریعاً سبب افت قابلیت هدایت پروتونی غشاء می‌شود. به عبارت دیگر افزایش دما در دماهای بالاتر از ^oC100 سبب افزایش قابل ملاحظه‌ای در مقاومت اهمیک پیل می‌شود. شکل ‏۲‑۱۲ اثر دما را بر روی مقاومت ویژه برای غشاء دما پایین نفیونN117 به صورت شماتیک در چگالی جریان ۵۰۰۰ A/m²نشان می‌دهد. اثر دما بر روی مقاومت پروتونیک و قابلیت هدایت غشاء مفصل در فصل سوم بررسی می‌گردد.